(57)【要約】【課題】  既存システムで搭載されている安価な車上装置ならびに伝送手段を利用して、ダイヤ乱れ時に、先行列車の駅待避の際に、後続列車の必要以上の減速を回避し、遅延増大を回避することができる列車運行制御システムを得る。【解決手段】  軌道回路の落下扛上情報から列車状態推定手段１２によって先行列車の位置及び速度を予測し、この予測された先行列車の列車状態から先行列車が待避した駅の進路開通時刻を列車走行予測手段１３により予測し、この予測された進路開通時刻に基づき、後続列車が最高速度で進路を通過するように、惰行情報選択手段２３によって予め作成された惰行パターンＤＢ２２から惰行情報選択手段２３により後続列車の惰行情報を選択し、この選択された惰行情報を後続列車に送信し、後続列車の情報受信手段３１により受信された惰行情報に基づき、自動列車制御手段３２により後続列車を惰行させる。【選択図】図１
2005349870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先行列車が待避した駅の進路開通時刻を予測し、区間及び速度情報を含む惰行情報を後続列車に送信する地上装置、及びこの地上装置から送信された惰行情報に基づき列車を惰行運転する車上装置を備え、上記地上装置は、軌道回路の落下及び扛上情報から待避する先行列車の位置及び速度の列車状態を推定する列車状態推定手段と、この列車状態推定手段により推定された先行列車の列車状態から上記先行列車が待避した駅の進路を後続列車のために通過側に開通させる進路開通時刻を予測する列車走行予測手段と、この列車走行予測手段により予測された進路開通時刻に基づき、後続列車が高速で上記進路を通過するように、予め作成された惰行パターンから上記後続列車の惰行情報を選択する惰行情報選択手段と、この惰行情報選択手段により選択された惰行情報を上記後続列車に送信する情報送信手段とにより構成され、上記車上装置は、上記地上装置の情報送信手段により送信された惰行情報を受信する情報受信手段と、この情報受信手段により受信された惰行情報に基づき、自列車を惰行運転する自動列車制御手段とにより構成されていることを特徴とする列車運行制御システム。
【請求項２】
先行列車が待避した駅の進路開通時刻を予測し、区間及び速度情報を含む惰行情報を後続列車に送信する地上装置、及びこの地上装置から送信された惰行情報を運転手に提示する車上装置を備え、上記地上装置は、軌道回路の落下及び扛上情報から待避する先行列車の位置及び速度の列車状態を推定する列車状態推定手段と、この列車状態推定手段により推定された先行列車の列車状態から上記先行列車が待避した駅の進路を後続列車のために通過側に開通させる進路開通時刻を予測する列車走行予測手段と、この列車走行予測手段により予測された進路開通時刻に基づき、後続列車が高速で上記進路を通過するように、予め作成された惰行パターンから上記後続列車の惰行情報を選択する惰行情報選択手段と、この惰行情報選択手段により選択された惰行情報を上記後続列車に送信する情報送信手段とにより構成され、上記車上装置は、上記地上装置の情報送信手段により送信された惰行情報を受信する情報受信手段と、この情報受信手段により受信された惰行情報を運転士に提示する惰行情報表示手段とにより構成されていることを特徴とする列車運行制御システム。
【請求項３】
先行列車が待避した駅の進路開通時刻を予測し、区間及び速度情報を含む惰行情報を後続列車に送信する地上装置、及びこの地上装置から送信された惰行情報に基づき列車を惰行運転する車上装置を備え、上記地上装置は、車上装置から送信された先行列車の列車状態を受信する列車情報受信手段と、この列車情報受信手段により受信された先行列車の列車状態から上記先行列車が待避した駅の進路を後続列車のために通過側に開通させる進路開通時刻を予測する列車走行予測手段と、この列車走行予測手段により予測された進路開通時刻に基づき、後続列車が高速で上記進路を通過するように、予め作成された惰行パターンから上記後続列車の惰行情報を選択する惰行情報選択手段と、この惰行情報選択手段により選択された惰行情報を上記後続列車に送信する情報送信手段とにより構成され、上記車上装置は、自列車の位置及び速度の列車状態を上記地上装置に送信する列車情報送信手段と、上記地上装置の情報送信手段により送信された惰行情報を受信する情報受信手段と、この情報受信手段により受信された惰行情報に基づき、自列車を惰行運転する自動列車制御手段とにより構成されていることを特徴とする列車運行制御システム。
【請求項４】
先行列車が待避した駅の進路開通時刻を予測し、区間及び速度情報を含む惰行情報を後続列車に送信する地上装置、及びこの地上装置から送信された惰行情報を運転手に提示する車上装置を備え、上記地上装置は、車上装置から送信された先行列車の列車状態を受信する列車情報受信手段と、この列車情報受信手段により受信された先行列車の列車状態から上記先行列車が待避した駅の進路を後続列車のために通過側に開通させる進路開通時刻を予測する列車走行予測手段と、この列車走行予測手段により予測された進路開通時刻に基づき、後続列車が高速で上記進路を通過するように、予め作成された惰行パターンから上記後続列車の惰行情報を選択する惰行情報選択手段と、この惰行情報選択手段により選択された惰行情報を上記後続列車に送信する情報送信手段とにより構成され、上記車上装置は、自列車の位置及び速度の列車状態を上記地上装置に送信する列車情報送信手段と、上記地上装置の情報送信手段により送信された惰行情報を受信する情報受信手段と、この情報受信手段により受信された惰行情報を運転士に提示する惰行情報表示手段とにより構成されていることを特徴とする列車運行制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ダイヤ乱れ時に、先行列車の駅待避の際に、後続列車の必要以上の減速を回避し、遅延増大を回避する列車運行制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の列車運行制御システムでは、次駅で待避する予定の先行列車が遅延すると、次駅を通過する後続列車が先行列車に追いついてしまい、先行列車の次駅停車のための減速に伴って後続列車も減速を余儀なくされ、列車遅延がさらに増大することがあった。
特許文献１では、このような問題を解決するために、先行列車が待避駅である次駅へ進入した後に発生する通過側進路の開通時刻を車上装置で予測演算し、その時刻に後続列車が該当区間に高速で進入するための方法を提供している。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２４３６０９号公報（第４〜８頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の従来システムでは、車上装置の処理能力は一般に高くないため、高性能な処理装置が必要なこと、また、列車から地上装置への伝送手段も高価な手段しか実用化されていないという問題点があった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、既存システムで搭載されている安価な車上装置ならびに伝送手段を利用して、ダイヤ乱れ時に、先行列車の駅待避の際に、後続列車の必要以上の減速を回避し、遅延増大を回避することができる列車運行制御システムを得ることを目的にしている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係わる列車運行制御システムにおいては、先行列車が待避した駅の進路開通時刻を予測し、区間及び速度情報を含む惰行情報を後続列車に送信する地上装置、及びこの地上装置から送信された惰行情報に基づき列車を惰行運転する車上装置を備え、地上装置は、軌道回路の落下及び扛上情報から待避する先行列車の位置及び速度の列車状態を推定する列車状態推定手段と、この列車状態推定手段により推定された先行列車の列車状態から先行列車が待避した駅の進路を後続列車のために通過側に開通させる進路開通時刻を予測する列車走行予測手段と、この列車走行予測手段により予測された進路開通時刻に基づき、後続列車が高速で進路を通過するように、予め作成された惰行パターンから後続列車の惰行情報を選択する惰行情報選択手段と、この惰行情報選択手段により選択された惰行情報を後続列車に送信する情報送信手段とにより構成され、車上装置は、地上装置の情報送信手段により送信された惰行情報を受信する情報受信手段と、この情報受信手段により受信された惰行情報に基づき、自列車を惰行運転する自動列車制御手段とにより構成されているものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、以上説明したように、先行列車が待避した駅の進路開通時刻を予測し、区間及び速度情報を含む惰行情報を後続列車に送信する地上装置、及びこの地上装置から送信された惰行情報に基づき列車を惰行運転する車上装置を備え、地上装置は、軌道回路の落下及び扛上情報から待避する先行列車の位置及び速度の列車状態を推定する列車状態推定手段と、この列車状態推定手段により推定された先行列車の列車状態から先行列車が待避した駅の進路を後続列車のために通過側に開通させる進路開通時刻を予測する列車走行予測手段と、この列車走行予測手段により予測された進路開通時刻に基づき、後続列車が高速で進路を通過するように、予め作成された惰行パターンから後続列車の惰行情報を選択する惰行情報選択手段と、この惰行情報選択手段により選択された惰行情報を後続列車に送信する情報送信手段とにより構成され、車上装置は、地上装置の情報送信手段により送信された惰行情報を受信する情報受信手段と、この情報受信手段により受信された惰行情報に基づき、自列車を惰行運転する自動列車制御手段とにより構成されているので、車上装置を高性能なものにすることなく、ダイヤ乱れ時に、先行列車の駅待避が遅れたことによる後続列車の必要以上の減速を回避し、後続列車を効率的かつ高速に走行することができ、遅延増大を回避することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による列車運行制御システムを示す構成図である。
図１において、運行管理システム１（地上装置）では、ＣＴＣ情報取得手段１１から得られる情報に基づき、運行中の列車の位置および速度の列車状態を列車状態推定手段１２にて推定すると同時に、列車走行予測手段１３にて、一定時分（一般には数十分程度）先までの列車の走行曲線および進路が通過側に開通する進路開通時刻を予測する。
運行制御支援地上装置２（地上装置）では、予め惰行パターン作成手段２１にて作成した惰行パターンＤＢ（データベース）２２に対し、列車の推定現在位置および速度、並びに列車走行予測手段１３にて得られた進路開通予測情報をキーとして、惰行情報選択手段２３にて検索し、惰行情報を選択する。得られた惰行情報は、情報送信手段２４から、運行制御支援車上装置３（車上装置）の情報受信手段３１を通して列車に送られ、この送られた惰行情報に基づいて自動列車制御手段３２がノッチを制御して列車速度を制御する。
【０００９】
図２は、この発明の実施の形態１による列車運行制御システムの後続列車の惰行パターンを示す図である。
図２において、横軸は位置、縦軸は速度を示している。軌道回路１Ｔ〜７Ｔ及び惰行目標位置１０１、惰行目標速度１０２が示されている。
図３は、この発明の実施の形態１による列車運行制御システムの定速−減速パターンを示す図である。
図３において、横軸は位置、縦軸は速度を示している。軌道回路１Ｔ〜７Ｔ及び惰行目標位置１０１、惰行目標速度１０２が示されている。
【００１０】
図４は、この発明の実施の形態１による列車運行制御システムの惰行パターンを表現した惰行パターンＤＢの例を示す図である。
図５は、この発明の実施の形態１による列車運行制御システムの先行列車の停車パターンの例を示す図である。
図５において、横軸は位置、縦軸は速度を示している。軌道回路１Ｔ〜７Ｔ及び惰行目標位置１０１が示されている。駅Ａで待避側番線が進路から分岐し、先行列車３００が、列車の進行方向を示す太矢印のように待避側番線に入る。
図６は、この発明の実施の形態１による列車運行制御システムの後続列車の減速パターンの例を示す図である。
図６において、横軸は位置、縦軸は速度を示している。軌道回路１Ｔ〜７Ｔ及び惰行目標位置１０１、惰行目標速度１０２が示されている。駅Ａで待避線が進路から分かれ、後続列車３０１が、列車の進行方向を示す太矢印のように通過側番線を通過する。
【００１１】
図７は、この発明の実施の形態１による列車運行制御システムの惰行パターンＤＢから、先行列車の待避による進路開通予測時刻に基づき最適な惰行パターンを選択する例を示す図である。
図７において、横軸は位置、縦軸は速度を示している。軌道回路１Ｔ〜７Ｔ及び惰行目標位置１０１が示されている。
図８は、この発明の実施の形態１による列車運行制御システムで、後続列車が惰行制御を行うことにより駅Ａを通過する時間が早くなることを示す図である。
図８において、横軸は時間、縦軸は位置を示している。惰行目標速度１０２、進路開通時刻１０４が示されている。
【００１２】
次に、動作について説明する。
まず、列車走行予測手段１３の列車走行予測方法について説明する。列車の現在位置および速度は、ＣＴＣ取得手段１１で取得されるＣＴＣ情報に含まれる軌道回路の落下・扛上情報から、軌道回路境界を列車先頭または後尾が通過した時刻をもとに列車状態推定手段１２で推定する。列車の現在位置および速度が与えられれば、特許文献１などで開示されているように、列車の加減速性能や勾配情報、およびＡＴＣ信号やＡＴＳ信号の遷移情報などから物理法則に従ったシミュレーションで列車走行を予測することが可能である。列車走行予測手段１３ではこの演算を行う。
【００１３】
次に、惰行パターン作成手段２１における惰行パターンの作成方法について述べる。
対象路線中の待避駅には、それぞれ待避側番線と通過側番線に分岐する進路がある。各駅の進路に対し、設備に関する条件から最適な惰行目標位置１０１および惰行目標速度１０２を定めておき、惰行パターンＤＢ２２に記憶しておく。
次に、惰行目標位置外方の各軌道回路進出端から惰行を開始し、惰行目標速度に到達した後は、惰行目標位置まで定速走行する惰行パターンを惰行パターン作成手段２１にて計算する。計算結果は、図２の２０１〜２０９に示すような走行曲線となる。惰行目標速度１０２に到達した軌道回路は、惰行目標軌道回路とする。
【００１４】
また同時に、図３の２１１〜２１５に示すように、各軌道回路における惰行パターンの開始位置および開始速度から、できる限り定速で走行し、惰行目標位置１０１で、惰行目標速度１０２に減速して到達する定速−減速パターンも同時に計算し、同じ開始位置および速度から同じ惰行目標位置１０１および惰行目標速度１０２に到達する場合に、惰行パターンで走行することで増加する走行時分を増加時分とする。各パターンの軌道回路進出速度と、惰行目標軌道回路、および増加時分の組み合わせを、図４に示すように軌道回路毎に記憶しておく。
【００１５】
次に、惰行情報選択手段２３における惰行情報の選択方法について述べる。
列車が待避側番線に進入するためには、一般に分岐進路を低速で通過する必要がある。先行列車の列車走行を列車走行予測手段１３で、図５のように予測し、予測結果から待避駅において、先行列車が待避した後に、後続列車のために進路が通過側に開通する進路開通予測時刻（図５では、１０：１０：００）を取得する。また、後続列車の列車走行も同様に列車走行予測手段１３で図６のように予測し、予測結果から惰行目標位置通過予測時刻（図６では、１０：０９：１２）を取得する。
図６の予測結果では、進路開通予測時刻より、後続列車の惰行目標位置通過が早いと予測しているため、後続列車は、進路手前で一旦停止を余儀なくされることになる。進路開通予測時刻と惰行目標位置通過予測時刻の差である早着時分Ｔｓは、４８秒であることから、惰行目標位置通過時刻が４８秒増加するように惰行制御を行えばよい。
惰行パターンＤＢ２２から、在線軌道回路における列車速度Ｖｔと進出速度Ｖｐの差が最小となる惰行パターンを検索し、増加時分Ｔｄを得る。次に、在線軌道回路から順次内方軌道回路に移り、同様に増加時分を検索し、最も増加時分Ｔｄが早着時分Ｔｓに近い値を持つ軌道回路を惰行開始軌道回路とし、該当惰行パターンの惰行目標軌道回路および進出速度を得る。
【００１６】
図７に示すように、後続列車が１Ｔに在線しており、速度が２５５ｋｍ／ｈで走行している場合、図４の惰行パターンＤＢ２２から、パターン２０５が適切な惰行パターンとして検索され、１Ｔから５Ｔまで惰行を行うように制御すればよいとわかる。他軌道回路も検索した結果、１Ｔでの惰行パターンでの増加時分が早着時分に最も近い場合、惰行開始軌道回路：１Ｔ、惰行目標軌道回路：５Ｔ、惰行開始速度：２５４ｋｍ／ｈの惰行情報を得る。
【００１７】
得られた惰行情報は、情報送信手段２４によって地上側から送信されると、車上側で情報受信手段３１によって受信され、自動列車制御手段３２に伝達される。自動列車制御手段３２では、受信した惰行情報と現在位置・速度を比較し、惰行すべき区間に進入していれば惰行を開始する。また、既に惰行目標速度１０２に到達していれば、惰行目標速度を維持して走行する。
【００１８】
図８は、本発明による遅延増大回避効果を示している。先行列車２２０が遅延して駅Ａ１０３に到着した場合、従来技術では、後続列車は、本来走行曲線２２１で駅Ａ１０３を通過する筈が、進路開通時刻１０４が遅れるため、走行曲線２２２のように、進路１０２の手前で機外停止を起こし、駅Ａの通過時刻が遅れる。
一方、本発明では、走行曲線２２３のように進路１０２より手前から惰行を開始することが可能となり、走行曲線２２２よりも早く駅Ａ１０３を通過することができる。
【００１９】
ここで、従来技術では、列車位置および速度を車上から地上に伝送する手段が必要であったが、本発明では不要になっている。
また、従来技術では、列車走行の予測を車上装置で行っていたため、列車毎に高性能の処理装置が必要であったが、本発明では一台の運行管理システムで予測を行うことが可能である。
さらに、従来技術の惰行情報は、時間ベースの制御情報であったため、地上装置と車上装置の時刻同期が必要であったが、本発明では、時間ではなく、位置を基準としているため、時刻同期が不要となっている。
【００２０】
実施の形態１によれば、このように、ダイヤ乱れ時に、先行列車の駅待避が遅れたことによる後続列車のブレーキ制御を回避し、後続列車を効率的かつ高速に走行することができ、遅延増大を回避することができるという効果がある。
【００２１】
実施の形態２．
実施の形態１では、惰行情報に基づきノッチを直接制御するようにしたが、実施の形態２は、車上に惰行情報表示手段を設け、運転士に惰行情報を提示し、運転士は惰行情報に従って列車速度を制御するようにしたものである。
本方式による惰行制御は、簡単なため、この方法によっても十分な効果を得ることができる。例えば、運転士は、受信した惰行情報と現在位置・速度を比較し、惰行すべき区間に進入していれば、惰行を開始する。また、既に惰行目標速度に到達していれば、惰行目標速度を維持して走行する。
【００２２】
実施の形態３．
上記説明では、先行列車および後続列車の位置および速度を、地上装置側にて軌道回路の変化情報から推定していたが、列車無線などの通信手段を用いて直接先行列車から位置および速度情報を入手してもよい。
すなわち、運行制御支援車上装置３は、列車の位置および速度情報を車上から送信する列車情報送信手段を有し、運行制御支援地上装置２では、地上で列車情報を受信する列車情報受信手段を有して、列車状態推定手段１２の代わりに、列車の位置および速度を列車から入手するようにした。この場合、実施の形態１のように、軌道回路の変化情報から推定するよりも列車走行の予測精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の実施の形態１による列車運行制御システムを示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による列車運行制御システムの後続列車の惰行パターンを示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１による列車運行制御システムの定速−減速パターンを示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１による列車運行制御システムの惰行パターンを表現した惰行パターンＤＢの例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１による列車運行制御システムの先行列車の停車パターンの例を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１による列車運行制御システムの後続列車の減速パターンの例を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態１による列車運行制御システムの惰行パターンＤＢから、先行列車の待避による進路開通予測時刻に基づき最適な惰行パターンを選択する例を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態１による列車運行制御システムで、後続列車が惰行制御を行うことにより駅Ａを通過する時間が早くなることを示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  運行管理システム、  １１  ＣＴＣ情報取得手段、
１２  列車状態推定手段、  １３  列車走行予測手段、
２  運行制御支援地上装置、
２１  惰行パターン作成手段、２２  惰行パターンＤＢ、
２３  惰行情報選択手段、２４  情報送信手段、
３  運行制御支援車上装置、
３１  情報受信手段、３２  情報表示手段、
３００  先行列車、３０１  後続列車。
【図１】
2005349870.tif 000003
【図２】
2005349870.tif 000004
【図３】
2005349870.tif 000005
【図４】
2005349870.tif 000006
【図５】
2005349870.tif 000007
【図６】
2005349870.tif 000008
【図７】
2005349870.tif 000009
【図８】
2005349870.tif 000010